平衡流量計

平衡流量計是一種新型的差壓式流量計，其具備了傳統(tǒng)差壓式流量計結(jié)構(gòu)簡單，精確度高，皮實耐用等特點，又克服了傳統(tǒng)差壓式流量計的準確度低、誤差大、流量范圍窄、易磨損、圧損高，現(xiàn)場安裝要求直管段過長等不足之處，是一種新型的流量計。使用流體力學研究成果對傳統(tǒng)節(jié)流裝置進行較大的改進，具有平衡整流的顯著特征。傳統(tǒng)節(jié)流裝置只有一個流通孔徑，節(jié)流后使流體失去了理想狀態(tài)；而平衡流量計有多個函數(shù)孔徑，能限度的把流場平衡整流成理想流體，從而將差壓式流量計的優(yōu)勢發(fā)揮的。平衡流量計幾乎適用于所有流體測量，是流體測量技術(shù)的一場革命，目前平衡流量計已經(jīng)廣泛應(yīng)用到石油、化工、冶金、電力、天然氣、水處理等行業(yè)。

工作原理：

平衡流量計是一種革命性的差壓式流量儀表，其工作原理與其他差壓式流量計一樣，都是基于密封管道中的能量轉(zhuǎn)換原理：在理想流體的情況下管道中的流量與差壓的平方根成比例；擁測出差壓值根據(jù)伯努利方程即可計算出管道中的流量。平衡流量傳感器是一個多孔的圓盤節(jié)流整流器，安裝在管道的截面上，每個孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和測試數(shù)據(jù)而定制的，稱為函數(shù)孔。當流體穿過圓盤的函數(shù)孔時，流體將被平衡整流，渦流被最小化，形成近似理想流體，通過取壓裝置，可獲得穩(wěn)定的差壓信號，根據(jù)伯努利方程計算出體積流量、質(zhì)量流量。

平衡流量計是一種節(jié)流式流量傳感器。它采用調(diào)整器式的孔板結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用在上游有擾動流場因素的場合。
流量計算公式： 式中:qm ，qv——分別為質(zhì)量流量（㎏/s）和體積流量（m 3/s）；
C——流出系數(shù) ；
ε——可膨脹性系數(shù)；
d——節(jié)流件開孔直徑，m；
β——直徑比，β=d/D；
D——管道內(nèi)經(jīng)，m；
ρ1——被測流體密度，㎏/m 3；
Δp——差壓，Pa；

特點
1、測量精度是標準孔板的5～10倍
2、流動噪聲是標準孔板的1/15
3、壓力損失是標準孔板的1/3
4、壓力恢復比標準孔板快2倍
5、最小直管段可以小于0.5D
一、線性度高、重復性好
平衡流量傳感器具有對稱多孔結(jié)構(gòu)特點，能對流場進行平衡，降低了渦流、振動和信號噪聲，流場穩(wěn)定性大大提高，使線性度比孔板提升了5～10倍，重復性提高了54％，為0.15％，從其綜合性能來看，平衡流量計屬于高檔流量計行列。
5:1量程比時，線性度可達±0.3％；
7:1量程比時，線性度可達±0.5％；
10:1量程比時，線性度可達±1.0％
二、直管段要求低
平衡流量傳感器由于流場穩(wěn)定，且壓力恢復比孔板快兩倍，大大所短了對直管段的要求其前后直管段一般為前3D后1D，最小可以小于0.5D，從而省去大量直管段，尤其是特殊昂貴的材料的管道。
三、減少壓力損失
多孔對稱的平衡設(shè)計，減少了紊流剪切力和渦流的形成，降低了動能的損失，在同樣的測量工況下，與孔板相比減少了2.5倍的壓力損失，從而節(jié)省了相當大的運行能量成本，是一種節(jié)能型儀表，值得大量推廣。
四、耐臟污不易堵
多孔對稱的平衡設(shè)計，減少了紊流剪切力和渦流的形成，從而大大降低了滯留死區(qū)的形成，保證臟污介質(zhì)順利通過多個孔，減小了流體孔被堵塞的機會。
五、可直接替換孔板
其與孔板具有相同的使用方法和外形，因此可以直接進行替換，不需要任何配管的變化和相關(guān)儀表的更改，很適合全廠能源計量改造中將孔板改為平衡流量計。
六、流量測量范圍寬
根據(jù)試驗結(jié)果，我們了解到：平衡流量計的性能，使其流速可以從最小到音速；其最小雷諾數(shù)可低于200，雷諾數(shù)大于107；β值可選0.25～0.90。
七、長期穩(wěn)定性好
由于其紊流剪切力的明顯減小，大幅度降低了介質(zhì)與節(jié)流件直接的摩擦，其β值長期保持不變，整個儀表無可動部件，因此可以長期保持穩(wěn)定性。
八、可測高溫高壓介質(zhì)
與孔板等節(jié)流裝置一樣，工作溫度壓力取決于管道和法蘭的材質(zhì)和等級，工作溫度可達850℃，工作壓力可達42MPa。
九、可測復雜工況介質(zhì)
由于其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有特殊的性能，它可以進行氣液兩相 ，各種混合氣體（如瓦斯、沼氣、煤氣等等）、各種低溫氣體（如LNG、液氮、液氧、液氬、液氫、液氯、液化乙烯、液化石油氣等等）、氣液兩相介質(zhì)（如濕氣）、漿料、多相水流、震動水流、電磁干擾介質(zhì)和雙向流（因為平衡流量計左右*對稱）。

平衡流量計結(jié)構(gòu)形式

平衡流量計采用法蘭取壓方式，見圖1、圖2

平衡流量計安裝直管道要求（數(shù)值以管徑D倍數(shù)表示）

平衡流量計選型：

適用氣體：
1、高爐煤氣、城市煤氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣、液化石油氣、沼氣、瓦斯氣、
2、壓縮空氣、氧氣、氮氣、氫氣、氬氣、乙炔氣、一氧化碳、二氧化碳、
3、鍋爐煙道氣、引風機、鼓風機風量、濕氯氣、濕氯化物和其他腐蝕性氣體。
適用液體：
1、原油、液壓油、變壓器油、燃料油、重油、渣油、潤滑油、柴油、機油、煤油、汽油等
2、甲苯、乙苯、二甲苯、乙醇、、乙二醇、丙烯等有機溶液
3、食用油、啤酒、糖液、咖啡、淀粉牛奶等
4、水、自來水、河水、井水、工業(yè)用水、原水、去離子水、純水等。
適用蒸汽：
1、飽和蒸汽、過熱蒸汽
可以測量的特殊流體
1、含油、含粉塵、含氣體的流體，如油 +砂、水中含氣泡等。